Gut gepolstert:

Polyurethanschäume sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Sie stecken in Alltagsgegenständen wie ...

Darüber hinaus ist Polyurethan in so unterschiedlichen Produkten wie Lacken, Klebstoffen, Sportschuhsohlen oder Fußbällen verarbeitet. Ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung dieses vielseitigen Stoffs ist Propylenoxid. Dessen vorherrschende Produktionsverfahren haben bislang allerdings einen Haken: Das Abwasser wird stark belastet und muss daher aufwendig entsorgt oder aufbereitet werden. Zudem entstehen bei der Herstellung große Mengen an Nebenprodukten, für die auf dem Markt Abnehmer gefunden werden müssen.

Neuer Katalysator, umweltschonende Technologie

Ein Problem, das es zu lösen gilt – mithilfe von Wasserstoffperoxid (H₂O₂). Ein äußerst vielseitiger Stoff, der nicht nur als Bleichmittel für Wäsche, blonde Haare und Zellstoff für Papier, sondern zum Beispiel auch in der Elektronikindustrie und in der modernen Raketentechnologie eingesetzt wird. Inwiefern sich H₂O₂ für eine nachhaltigere Herstellung von Propylenoxid eignen könnte, diskutierten Wissenschaftler erstmals in den Achtzigerjahren. Evonik nahm das Thema in den Neunzigerjahren praktisch in Angriff: Gemeinsam mit thyssenkrupp Industrial Solutions (tkIS) arbeitete der Konzern an einem neuen Verfahren, bei dem aus Propylen und Wasserstoffperoxid Propylenoxid entstehen sollte.

Eine zentrale Hürde stellte der bis dato genutzte Pulverkatalysator dar, der beim Filtrieren Schwierigkeiten bereitete. Die Lösung bestand aus einem neu entwickelten Festbettkatalysator, der sich effizienter und umweltschonender einsetzen ließ und eine bessere Propylenoxid-Ausbeute ermöglichte. Damit war der Weg frei für das sogenannte Hydrogen-Peroxide-to-Propylene-Oxide-Verfahren. Kurz: HPPO.

HPPO-Verfahren

HPPO trifft auf steigende Nachfrage

Der zentrale Vorteil des HPPO-Verfahrens: Das Wasserstoffperoxid wird bei der Reaktion zu Wasser umgesetzt. Im Gegensatz zu den konventionellen Verfahren fallen keine großen Mengen an Nebenprodukten an, und das Abwasser lässt sich leicht aufreinigen – damit ist das Verfahren deutlich umweltfreundlicher als die traditionellen Produktionstechnologien. Zudem sind die Investitionskosten für die HPPO-Technologie niedriger.

Aktuell ist das konventionelle Chlorhydrinverfahren bei der Herstellung von Propylenoxid am weitesten verbreitet. Allerdings sorgen unter anderem verschärfte Umweltvorschriften dafür, dass die HPPO-Technologie immer stärker ins Blickfeld der Hersteller gerät. Aktuelle Prognosen gehen davon aus, dass der Anteil von HPPO-produziertem Propylenoxid in Zukunft beständig steigen wird:

Damit das gelingt, werden HPPO-Produktionsanlagen benötigt. Evonik und thyssenkrupp Industrial Solutions liefern dabei nicht nur Know-how und Lizenzen, sondern kümmern sich gemeinsam mit den Herstellern vor Ort auch um Planung, Bau und Inbetriebnahme der Anlagen. Die weltweit erste HPPO-Produktionsstätte wurde 2008 in Ulsan (Südkorea) in Betrieb genommen, sie basiert auf dem Evonik/tkIS-Verfahren. Die zweite derartige Anlage folgte 2014 im chinesischen Jilin. Die Hersteller profitieren dabei auch nach Abschluss der Bauarbeiten langfristig von der Kooperation: Evonik versorgt sie dauerhaft mit dem Ausgangsstoff Wasserstoffperoxid und dem Katalysator.

Die neueste HPPO-Anlage entsteht derzeit im Norden Ungarns. Sie soll als Teil eines umfangreichen Investitionsprogramms der MOL-Gruppe bereits 2021 in Betrieb gehen. Neben der gemeinsam mit thyssenkrupp Industrial Solutions erteilten Lizenz für die Propylenoxid-Anlage ist Evonik außerdem Lizenzgeber für die entsprechende Wasserstoffperoxid-Anlage.

Überblick: HPPO-Anlagen rund um den Globus

Um die Stellung des HPPO-Verfahrens auf dem Markt kontinuierlich zu verbessern, arbeiten die Forscher weiterhin an Innovationen für Technologie und Katalysator. Und sorgen damit unter anderem dafür, dass das Polster in der Couch von morgen noch umweltfreundlicher produziert wird.